1. 前言:
均溫板因其在導(dǎo)熱方面的二維特性,適用于用于狹小空間高熱流密度電子元器件散熱,如筆記本電腦、電腦工作站和網(wǎng)路服務(wù)器,特別是5G時(shí)代的手機(jī),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)更小巧,功能更強(qiáng)大,工作元件的發(fā)熱量更高,因此需要更高效率的熱傳導(dǎo)方式,因而均溫板將在5G時(shí)代有更廣闊的市場。
2. 工藝分析:
均溫板的材質(zhì)為銅合金,在兩片合體擴(kuò)散焊周邊后,注入純水或冷媒,然后抽真空并封裝,通過焊機(jī)將水口處點(diǎn)焊密封后再剪裁至需要的形狀。其工藝特點(diǎn)是保持均溫板腔體的真空狀態(tài)、并保證純水或冷媒的無泄漏,因此需要焊接設(shè)備能在較短時(shí)間內(nèi)將水口處銅合金加熱至塑性狀態(tài),并在壓力的作用下形成穩(wěn)固的焊點(diǎn),形成結(jié)合面,以保證腔內(nèi)的真空狀態(tài)和冷媒的無泄漏,同時(shí)保證在后續(xù)剪裁后仍能保證腔體的整體耐壓檢測。
均溫板水口焊接需要形成接頭,而且在密封狀態(tài)下形成接頭,因此只能選電阻焊接設(shè)備,目前市場上的電阻焊接設(shè)備主要有交流焊機(jī)和直流焊機(jī),銅合金的本身的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱很高,因此需選用中頻逆變直流焊接設(shè)備,直流輸出、焊接時(shí)間短促且可控,其特點(diǎn)適用于銅合金的電阻焊接,電極并采用專用的鎢鉬電極,以增大發(fā)熱量加速焊點(diǎn)的形成。
3. 案例分析:
例:某5G手機(jī)用均溫板,材質(zhì):磷銅合金,厚度:0.14mm/0.22mm,水口寬度為1.8mm,焊接要求(實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)保密),現(xiàn)場檢測為:冷媒無泄漏,油煮150度10分鐘無冒泡,60度熱水中導(dǎo)熱手感明顯。
3.1采用機(jī)型:中頻直流自動(dòng)焊接專機(jī)ADB-110
3.2 焊接工藝調(diào)試:
設(shè)備采用安嘉ADB-110中頻直流自動(dòng)焊接專機(jī),電極為鑲鎢電極,配以自動(dòng)平移機(jī)構(gòu),一次裝夾多組工件,自動(dòng)焊接完成;
焊機(jī)調(diào)整主要參數(shù)有三項(xiàng):焊接壓力、焊接電流及焊接時(shí)間,由于水口為圓柱狀,因此電極采用矩形端面,利于密封成形;本案的材料有兩個(gè)特點(diǎn):
1.導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率比較高,電阻加熱難以達(dá)到熔點(diǎn);
2.合金銅有淬硬傾向,溫升后易產(chǎn)生細(xì)微裂紋;在調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)既要達(dá)到熔化或塑性狀態(tài),又要控制溫升和熱影響區(qū),因?yàn)榧?xì)微的裂紋或瞬間的氣孔都會(huì)導(dǎo)至破真空,所以參數(shù)調(diào)整關(guān)鍵是溫度場的控制。
銅在高溫狀態(tài)下易產(chǎn)生多孔組織,因此焊接壓力相對(duì)于常規(guī)情況要加的更大些;焊接時(shí)間需求相對(duì)短些,直流焊機(jī)的熱率高的特點(diǎn)就發(fā)揮出來了,80-120ms的時(shí)間足以產(chǎn)生熔接區(qū)域;焊接電流的調(diào)整從小往大逐次增加,以產(chǎn)生銅水溢出為極限,最大限度的輸入熱量;電極選用鑲鎢鉬電極,以實(shí)現(xiàn)迅速加熱達(dá)到塑性或熔化狀態(tài),在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)鎢鉬電極的發(fā)熱需要采用強(qiáng)水冷將其熱量散走,否則會(huì)引起氧化及形成化合物導(dǎo)致粘連;將焊接三要素整體匹配調(diào)整至最佳參數(shù),同時(shí)考慮到自動(dòng)平移焊接的效率相當(dāng)高,采用整體取放、逐次焊接可以大大提高設(shè)備利用率,再加上兩套夾具循環(huán)使用,人機(jī)均無停留,多產(chǎn)線使用可以滿足5G手機(jī)海量的產(chǎn)能需求。
3.3焊接參數(shù)確認(rèn):
3.4工件現(xiàn)場測試:
60度熱水中導(dǎo)熱手感明顯;入150度油中煮10分鐘無冒泡。
測試結(jié)論:滿足產(chǎn)品要求,達(dá)到密封效果,冷媒內(nèi)腔冷蒸發(fā)冷凝正常,散熱效能良好。
4.結(jié)語
通過對(duì)均溫板水口的焊接測試,在使用中頻直流焊機(jī)和合理工藝情況下,焊接后均能達(dá)到技術(shù)要求,是理想的焊接設(shè)備,使得異形均溫板能以任何形狀用于產(chǎn)品中,同時(shí)對(duì)于5G時(shí)代龐大的均溫板需求,這一焊接工藝解決了產(chǎn)能瓶頸。
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